2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题五 第一单元 第4课时 元素周期表的应用（学案+课时对点练 word版含解析）
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| 名称 | 2022-2023学年苏教版2019高中化学必修1 专题五 第一单元 第4课时 元素周期表的应用（学案+课时对点练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 416.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-13 22:34:26 | ||
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文档简介
第4课时 元素周期表的应用
[核心素养发展目标] 1.了解元素周期表与元素周期律的应用。2.理解元素在元素周期表中的位置、元素原子结构和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。
一、元素“位—构—性”关系推断
元素的“位—构—性”关系
具体表现：
(1)结构与位置的关系：
结构位置
(2)结构与性质的关系：
(3)位置、结构和性质的关系：
(1)氧元素为ⅥA族元素，其最高化合价为＋6( )
(2)第三周期元素的最高化合价等于它所处的主族序数( )
(3)由原子结构可知，该元素在元素周期表中的位置是第三周期ⅣA族，既不易失电子，也不易得电子( )
(4)某元素位于第五周期 ⅠA族，由此可知该元素极易失去1个电子( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
1．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。
(1)它位于元素周期表中第______周期______族。
(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是________(填序号)。
①它与硅位于同一主族
②它位于周期表中金属与非金属分界线附近
③它位于边界线附近
④它是两性物质
答案 (1)四 ⅣA (2)②
解析 根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期ⅣA族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，既具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质。
2.X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法正确的是( )
A．只由这几种元素不能组成有机化合物
B．最高价氧化物的水化物的酸性W比Z弱
C．Z的单质与氢气反应较Y剧烈
D．X、Y形成的化合物都易溶于水
答案 A
二、元素周期表在科技生产中的应用
1．利用元素周期表寻找新材料和稀有矿产
某元素通常与它的同族元素、同周期相邻元素性质相似，在自然界以共生矿的形式存在。
2．借助元素周期表制备具有特定性质的新物质
(1)在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料。
(2)在过渡元素(副族和Ⅷ族)中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。如钒、铂、铑、银常用作催化剂，钨是熔点最高的金属，钛则耐高温、耐腐蚀。
如图所示，元素周期表中的金属和非金属的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A．虚线右上方的元素为金属元素
B．第六周期ⅤA族的元素为非金属元素
C．可在虚线附近寻找用于制造半导体材料的元素
D．可在虚线附近寻找稀土元素
答案 C
解析 虚线右上方的元素大部分为非金属元素，A错误；第六周期ⅤA族的元素位于虚线下方，为金属元素，B错误；可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，C正确；应在过渡元素区寻找稀土元素，则应在虚线的左下方寻找，D错误。
1．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法正确的是( )
A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②
B．气态氢化物的热稳定性：⑤＞②
C．最高价氧化物的水化物的酸性：⑥＞⑤
D．元素的最高化合价：③＝⑥
答案 C
解析 元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物的水化物的酸性也越强，故稳定性：H2O＞H2S，酸性：HClO4＞H2SO4，B项错误、C项正确；F无正价，D项错误。
2．硒(Se)是人体健康必需的一种微量元素。已知Se的原子结构示意图为。下列说法不正确的是( )
A．该原子的质量数为34
B．该元素处于第四周期ⅥA族
C．SeO2既有氧化性又有还原性
D．酸性：H2SO4＞H2SeO4
答案 A
解析 从Se的原子结构示意图看出，Se的质子数为34，质量数一定大于34，A错误；Se原子有四个电子层，最外层电子数为6，所以Se在周期表中的位置为第四周期ⅥA族，B正确；SeO2中Se的化合价为＋4价处于中间价态，所以SeO2既具有氧化性又具有还原性，C正确；Se的非金属性弱于S，所以它们最高价氧化物的水化物的酸性大小为H2SO4＞H2SeO4，D正确。
3．镓是俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31，属于ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃，沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是( )
A．镓是制造高温温度计的上佳材料
B．镓能溶于强酸和强碱中
C．镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中
D．近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体家族的新成员”，这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
答案 D
4．元素周期表对于化学研究和指导生产实践具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏的内容用各自的序号对应起来。
A B A B
Ⅰ.半导体材料 ①含Cl、P、S、N、As等元素的化合物 Ⅰ
Ⅱ.优良的催化剂 ②金属元素与非金属元素的交界处 Ⅱ
Ⅲ.制备耐高温、耐腐蚀的合金 ③相对原子质量较小的元素、原子序数是偶数的元素 Ⅲ
Ⅳ.地壳中的含量较少的元素 ④相对原子质量较大的元素、原子序数是奇数的元素 Ⅳ
Ⅴ.地壳中含量较多的元素 ⑤过渡元素区域 Ⅴ
Ⅵ.制备农药 ⑥ⅢB～ⅥB过渡元素 Ⅵ
答案 ② ⑤ ⑥ ④ ③ ①
题组一 元素“位—构—性”关系推断
1.已知砷元素符号为As，原子结构示意图如图，则下列对砷的结构及性质的说法错误的是( )
A．砷元素的原子序数是33
B．砷的最高价氧化物的水化物是一种强酸
C．三氧化二砷既有氧化性又有还原性
D．砷的非金属性比溴弱
答案 B
解析 原子序数＝核外电子数，所以砷元素的原子序数是33，故A正确；砷的最高价氧化物是As2O5，对应的水化物HAsO3不是强酸，故B错误；三氧化二砷中As的化合价为＋3价，属于中间价态，所以既有氧化性又有还原性，故C正确；砷与溴在同周期，并且溴的原子序数比砷大，所以砷的非金属性比溴弱，故D正确。
2．已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>D>C
B．质子数：d＞c＞b＞a
C．离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋
D．单质的还原性：A＞B＞D＞C
答案 C
解析 已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则A、B位于同一周期，C、D位于同一周期，A、B在C、D的下一周期，则质子数：a>b>d>c, B错误；同周期原子序数越大，原子半径越小，原子半径：B＞A，C＞D，A错误；电子层结构相同，核电荷数越大，简单离子半径越小，所以离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C正确；A、B在同一周期，原子序数：A>B，金属性：B>A，对应单质的还原性：B>A，C、D为非金属，单质主要表现氧化性，D错误。
3．X元素和Y元素的原子，在化学反应中都易失去电子而形成与Ne相同的电子层结构，已知X的原子序数比Y的大，下列说法正确的是( )
A．X元素的金属性比Y元素的强
B．X和Y的单质都不能从水中置换出氢气
C．Y元素的氢氧化物的碱性比X元素的弱
D．X元素的最高化合价比Y元素的高
答案 D
解析 由题干信息可知，二者均为第三周期的金属元素。由X的原子序数比Y的原子序数大可知，X元素位于Y元素的右边，则X元素的金属性比Y元素的弱，X元素的氢氧化物的碱性比Y元素的弱，X元素的最外层电子数比Y元素的多，X元素的最高化合价比Y元素的高，A、C项错误，D项正确；第三周期的金属元素有Na、Mg、Al，一定条件下，Na、Mg都能从水中置换出氢气，B项错误。
4．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X＞Y
B．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推断出元素的非金属性：Cl＞S
C．硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料
D．Cs和Ba分别位于第六周期 ⅠA族和ⅡA族，碱性：CsOH＞Ba(OH)2
答案 B
5．下列说法正确的是( )
A．原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素
B．某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期
C．第三周期元素的主族序数等于它们的最高化合价
D．最外层电子数相同的元素的性质一定相似
答案 C
解析 由元素周期表的分区知，ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族既包含金属元素又包含非金属元素，A项错误；某元素离子的最外层和次外层电子数相同，可能是，若为阴离子，则为第三周期元素；若为阳离子，则为第四周期元素，B项错误；最外层电子数相同的元素，如Mg和He，不在同一主族，元素性质没有相似性，D项错误。
题组二 元素周期表与元素周期律的应用
6．关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；
②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；
③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；
④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料和稀有矿产。其中正确的是( )
A．①②③④ B．②③④
C．③④ D．②③
答案 A
解析 根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的一种重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。
7．锗(Ge)是第四周期ⅣA族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的分界线附近，下列叙述正确的是( )
A．锗是一种金属性很强的元素
B．锗的单质具有半导体的性能
C．锗化氢(GeH4)热稳定性很强
D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
答案 B
解析 依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4热稳定性很弱；最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3＞H2SiO3＞H4GeO4，H2SiO3难溶于水，故H4GeO4为难溶于水的弱酸；因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的分界线附近，所以锗单质应具有半导体的性能。
8.W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Z位于 ⅦA族。下列判断错误的是( )
A．W、Y可形成两种不同的化合物
B．Z的阴离子电子层结构与氩原子的相同
C．X的氢化物的沸点比Y的低
D．X元素的非金属性强于Z元素
答案 D
解析 W、X、Y、Z为短周期元素，所以W、Y位于第二周期，X、Z位于第三周期，由于Z位于 ⅦA族，则Z为Cl，Y为O，X为P，W为C。C与O形成的化合物可能为CO或CO2，A项正确；Cl－的核外电子排布与Ar相同，B项正确；X的氢化物PH3常温下为气态，而Y的氢化物H2O常温下为液态，沸点：H2O＞PH3，C项正确；同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，故非金属性：P9．近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是( )
①铊是易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物 ③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强 ④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
答案 A
解析 铊位于第六周期ⅢA族，与Al同族，同主族元素随着原子序数增大，原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。
10．W、X、Y、Z四种元素是原子序数依次增大的短周期元素，已知①四种元素的电子层数之和等于10，且它们分属于连续的四个主族；②四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的是( )
A．W和X位于第二周期
B．Y和Z分别是Al和Si
C．W和X分别是O和F
D．Z的金属性可能比X的金属性强
答案 B
解析 四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：①1＋3＋3＋3；②2＋2＋3＋3。后一种情况无法满足X的原子半径最大的条件，因此①符合要求，这四种元素依次是H、Mg、Al、Si。
11.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物的水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
答案 D
解析 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：
R(N)
T(Al) Q(Si) W(S)
氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al＞Si＞P，同一主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P＞N，即原子半径：Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。
12．元素周期表中相邻元素之间原子序数的关系正确的是( )
A．同周期相邻主族元素的原子序数之差一定都是1
B．同周期相邻主族元素的原子序数之差只有1、11
C．同主族相邻周期元素的原子序数之差一定都是8
D．同主族相邻周期元素的原子序数之差可能是2、8、18、32
答案 D
13．下列实验和事实不能作为元素性质判断依据的是( )
A．硫酸的酸性强于次氯酸，判断硫与氯的非金属性强弱
B．镁与铝分别与物质的量浓度相同的盐酸反应，判断镁与铝的金属性强弱
C．钠和镁分别与冷水反应，判断钠与镁的金属性强弱
D．Cl2与Br2分别与足量的H2反应，判断氯与溴的非金属性强弱
答案 A
解析 元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则说明元素的非金属性越强，HClO不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以不能作为判断S和Cl非金属性强弱的依据，故A错误；金属元素的金属性越强，其单质与水或酸的反应越剧烈，所以可以根据镁和铝与酸的反应以及钠和镁与冷水反应的剧烈程度，判断它们的金属性强弱，故B、C正确；非金属单质越容易与H2反应，生成的简单气态氢化物越稳定，则对应元素的非金属性越强，所以可通过Cl2与Br2分别与足量的H2反应来判断氯与溴的非金属性强弱，故D正确。
14．四种短周期元素X、Y、Z和W在元素周期表中的位置关系如表所示，原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
X Y
Z W
A.原子半径(r)大小：r(X)＞r(Y)
B．金属性：X＞Y
C．W的非金属性比Z的强，所以W的氢化物的沸点比Z的高
D．Z的简单阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C
解析 设X的原子序数为a，则Y、Z、W的原子序数分别为a＋1、a＋9、a＋10，即4a＋20＝48，解得a＝7，即X、Y、Z和W分别为N元素、O元素、S元素和Cl元素。A项，O原子半径小于N原子半径，正确；C项，氢化物的沸点与元素的非金属性强弱无关，错误；D项，硫离子的还原性强于氧离子，正确。
15．下表是元素周期表的一部分，根据A～I在元素周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 A
2 D E G I
3 B C F H
(1)表中元素的化学性质最不活泼的是________，只有负化合价而无正化合价的是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。
(2)表中元素的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是________，呈两性的是________。
(3)A与D、E、F、G、H形成的最简单化合物的化学式分别为____________________，最稳定的是________。
(4)在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是______________________________。
答案 (1)Ne F F2 Na (2)NaOH Al(OH)3 (3)CH4、NH3、PH3、HF、H2S HF (4)Na
16．有A、B、C、D四种元素，其原子序数大小关系为A＞B＞C＞D。已知：将0.5 mol A元素的最高价离子还原成中性原子时，需得到6.02×1023个电子。当A的单质同盐酸充分反应放出0.02 g氢气时，用去0.4 g A单质。B元素原子的核外电子层数和A相同，并知B元素的原子半径比A大。C元素形成的氧化物既能溶于强酸，也能溶于强碱。D元素与氢元素生成的化合物的化学式为DH3，其最高价氧化物中氧元素的质量分数为74.07%。试回答：
(1)元素符号：A________，B________，C________，D________。
(2)A、B、C三种元素最高价氧化物的水化物的碱性由强到弱的顺序是_____________________
_____________________________________(用化学式表示)。
答案 (1)Ca K Al N
(2)KOH＞Ca(OH)2＞Al(OH)3
[核心素养发展目标] 1.了解元素周期表与元素周期律的应用。2.理解元素在元素周期表中的位置、元素原子结构和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。
一、元素“位—构—性”关系推断
元素的“位—构—性”关系
具体表现：
(1)结构与位置的关系：
结构位置
(2)结构与性质的关系：
(3)位置、结构和性质的关系：
(1)氧元素为ⅥA族元素，其最高化合价为＋6( )
(2)第三周期元素的最高化合价等于它所处的主族序数( )
(3)由原子结构可知，该元素在元素周期表中的位置是第三周期ⅣA族，既不易失电子，也不易得电子( )
(4)某元素位于第五周期 ⅠA族，由此可知该元素极易失去1个电子( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
1．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。
(1)它位于元素周期表中第______周期______族。
(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是________(填序号)。
①它与硅位于同一主族
②它位于周期表中金属与非金属分界线附近
③它位于边界线附近
④它是两性物质
答案 (1)四 ⅣA (2)②
解析 根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期ⅣA族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，既具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质。
2.X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法正确的是( )
A．只由这几种元素不能组成有机化合物
B．最高价氧化物的水化物的酸性W比Z弱
C．Z的单质与氢气反应较Y剧烈
D．X、Y形成的化合物都易溶于水
答案 A
二、元素周期表在科技生产中的应用
1．利用元素周期表寻找新材料和稀有矿产
某元素通常与它的同族元素、同周期相邻元素性质相似，在自然界以共生矿的形式存在。
2．借助元素周期表制备具有特定性质的新物质
(1)在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料。
(2)在过渡元素(副族和Ⅷ族)中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。如钒、铂、铑、银常用作催化剂，钨是熔点最高的金属，钛则耐高温、耐腐蚀。
如图所示，元素周期表中的金属和非金属的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A．虚线右上方的元素为金属元素
B．第六周期ⅤA族的元素为非金属元素
C．可在虚线附近寻找用于制造半导体材料的元素
D．可在虚线附近寻找稀土元素
答案 C
解析 虚线右上方的元素大部分为非金属元素，A错误；第六周期ⅤA族的元素位于虚线下方，为金属元素，B错误；可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，C正确；应在过渡元素区寻找稀土元素，则应在虚线的左下方寻找，D错误。
1．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法正确的是( )
A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②
B．气态氢化物的热稳定性：⑤＞②
C．最高价氧化物的水化物的酸性：⑥＞⑤
D．元素的最高化合价：③＝⑥
答案 C
解析 元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物的水化物的酸性也越强，故稳定性：H2O＞H2S，酸性：HClO4＞H2SO4，B项错误、C项正确；F无正价，D项错误。
2．硒(Se)是人体健康必需的一种微量元素。已知Se的原子结构示意图为。下列说法不正确的是( )
A．该原子的质量数为34
B．该元素处于第四周期ⅥA族
C．SeO2既有氧化性又有还原性
D．酸性：H2SO4＞H2SeO4
答案 A
解析 从Se的原子结构示意图看出，Se的质子数为34，质量数一定大于34，A错误；Se原子有四个电子层，最外层电子数为6，所以Se在周期表中的位置为第四周期ⅥA族，B正确；SeO2中Se的化合价为＋4价处于中间价态，所以SeO2既具有氧化性又具有还原性，C正确；Se的非金属性弱于S，所以它们最高价氧化物的水化物的酸性大小为H2SO4＞H2SeO4，D正确。
3．镓是俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31，属于ⅢA族。镓的熔点为29.78 ℃，沸点高达2 403 ℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－120 ℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是( )
A．镓是制造高温温度计的上佳材料
B．镓能溶于强酸和强碱中
C．镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中
D．近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体家族的新成员”，这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质
答案 D
4．元素周期表对于化学研究和指导生产实践具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏的内容用各自的序号对应起来。
A B A B
Ⅰ.半导体材料 ①含Cl、P、S、N、As等元素的化合物 Ⅰ
Ⅱ.优良的催化剂 ②金属元素与非金属元素的交界处 Ⅱ
Ⅲ.制备耐高温、耐腐蚀的合金 ③相对原子质量较小的元素、原子序数是偶数的元素 Ⅲ
Ⅳ.地壳中的含量较少的元素 ④相对原子质量较大的元素、原子序数是奇数的元素 Ⅳ
Ⅴ.地壳中含量较多的元素 ⑤过渡元素区域 Ⅴ
Ⅵ.制备农药 ⑥ⅢB～ⅥB过渡元素 Ⅵ
答案 ② ⑤ ⑥ ④ ③ ①
题组一 元素“位—构—性”关系推断
1.已知砷元素符号为As，原子结构示意图如图，则下列对砷的结构及性质的说法错误的是( )
A．砷元素的原子序数是33
B．砷的最高价氧化物的水化物是一种强酸
C．三氧化二砷既有氧化性又有还原性
D．砷的非金属性比溴弱
答案 B
解析 原子序数＝核外电子数，所以砷元素的原子序数是33，故A正确；砷的最高价氧化物是As2O5，对应的水化物HAsO3不是强酸，故B错误；三氧化二砷中As的化合价为＋3价，属于中间价态，所以既有氧化性又有还原性，故C正确；砷与溴在同周期，并且溴的原子序数比砷大，所以砷的非金属性比溴弱，故D正确。
2．已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>D>C
B．质子数：d＞c＞b＞a
C．离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋
D．单质的还原性：A＞B＞D＞C
答案 C
解析 已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则A、B位于同一周期，C、D位于同一周期，A、B在C、D的下一周期，则质子数：a>b>d>c, B错误；同周期原子序数越大，原子半径越小，原子半径：B＞A，C＞D，A错误；电子层结构相同，核电荷数越大，简单离子半径越小，所以离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C正确；A、B在同一周期，原子序数：A>B，金属性：B>A，对应单质的还原性：B>A，C、D为非金属，单质主要表现氧化性，D错误。
3．X元素和Y元素的原子，在化学反应中都易失去电子而形成与Ne相同的电子层结构，已知X的原子序数比Y的大，下列说法正确的是( )
A．X元素的金属性比Y元素的强
B．X和Y的单质都不能从水中置换出氢气
C．Y元素的氢氧化物的碱性比X元素的弱
D．X元素的最高化合价比Y元素的高
答案 D
解析 由题干信息可知，二者均为第三周期的金属元素。由X的原子序数比Y的原子序数大可知，X元素位于Y元素的右边，则X元素的金属性比Y元素的弱，X元素的氢氧化物的碱性比Y元素的弱，X元素的最外层电子数比Y元素的多，X元素的最高化合价比Y元素的高，A、C项错误，D项正确；第三周期的金属元素有Na、Mg、Al，一定条件下，Na、Mg都能从水中置换出氢气，B项错误。
4．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X＞Y
B．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推断出元素的非金属性：Cl＞S
C．硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料
D．Cs和Ba分别位于第六周期 ⅠA族和ⅡA族，碱性：CsOH＞Ba(OH)2
答案 B
5．下列说法正确的是( )
A．原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素
B．某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期
C．第三周期元素的主族序数等于它们的最高化合价
D．最外层电子数相同的元素的性质一定相似
答案 C
解析 由元素周期表的分区知，ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族既包含金属元素又包含非金属元素，A项错误；某元素离子的最外层和次外层电子数相同，可能是，若为阴离子，则为第三周期元素；若为阳离子，则为第四周期元素，B项错误；最外层电子数相同的元素，如Mg和He，不在同一主族，元素性质没有相似性，D项错误。
题组二 元素周期表与元素周期律的应用
6．关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；
②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；
③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；
④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料和稀有矿产。其中正确的是( )
A．①②③④ B．②③④
C．③④ D．②③
答案 A
解析 根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的一种重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。
7．锗(Ge)是第四周期ⅣA族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的分界线附近，下列叙述正确的是( )
A．锗是一种金属性很强的元素
B．锗的单质具有半导体的性能
C．锗化氢(GeH4)热稳定性很强
D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
答案 B
解析 依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物热稳定性：CH4＞SiH4＞GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4热稳定性很弱；最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3＞H2SiO3＞H4GeO4，H2SiO3难溶于水，故H4GeO4为难溶于水的弱酸；因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的分界线附近，所以锗单质应具有半导体的性能。
8.W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Z位于 ⅦA族。下列判断错误的是( )
A．W、Y可形成两种不同的化合物
B．Z的阴离子电子层结构与氩原子的相同
C．X的氢化物的沸点比Y的低
D．X元素的非金属性强于Z元素
答案 D
解析 W、X、Y、Z为短周期元素，所以W、Y位于第二周期，X、Z位于第三周期，由于Z位于 ⅦA族，则Z为Cl，Y为O，X为P，W为C。C与O形成的化合物可能为CO或CO2，A项正确；Cl－的核外电子排布与Ar相同，B项正确；X的氢化物PH3常温下为气态，而Y的氢化物H2O常温下为液态，沸点：H2O＞PH3，C项正确；同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，故非金属性：P
①铊是易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物 ③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强 ④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
答案 A
解析 铊位于第六周期ⅢA族，与Al同族，同主族元素随着原子序数增大，原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。
10．W、X、Y、Z四种元素是原子序数依次增大的短周期元素，已知①四种元素的电子层数之和等于10，且它们分属于连续的四个主族；②四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的是( )
A．W和X位于第二周期
B．Y和Z分别是Al和Si
C．W和X分别是O和F
D．Z的金属性可能比X的金属性强
答案 B
解析 四种元素的电子层数之和等于10，有两种可能：①1＋3＋3＋3；②2＋2＋3＋3。后一种情况无法满足X的原子半径最大的条件，因此①符合要求，这四种元素依次是H、Mg、Al、Si。
11.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物的水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
答案 D
解析 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：
R(N)
T(Al) Q(Si) W(S)
氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al＞Si＞P，同一主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P＞N，即原子半径：Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。
12．元素周期表中相邻元素之间原子序数的关系正确的是( )
A．同周期相邻主族元素的原子序数之差一定都是1
B．同周期相邻主族元素的原子序数之差只有1、11
C．同主族相邻周期元素的原子序数之差一定都是8
D．同主族相邻周期元素的原子序数之差可能是2、8、18、32
答案 D
13．下列实验和事实不能作为元素性质判断依据的是( )
A．硫酸的酸性强于次氯酸，判断硫与氯的非金属性强弱
B．镁与铝分别与物质的量浓度相同的盐酸反应，判断镁与铝的金属性强弱
C．钠和镁分别与冷水反应，判断钠与镁的金属性强弱
D．Cl2与Br2分别与足量的H2反应，判断氯与溴的非金属性强弱
答案 A
解析 元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则说明元素的非金属性越强，HClO不是Cl元素的最高价氧化物的水化物，所以不能作为判断S和Cl非金属性强弱的依据，故A错误；金属元素的金属性越强，其单质与水或酸的反应越剧烈，所以可以根据镁和铝与酸的反应以及钠和镁与冷水反应的剧烈程度，判断它们的金属性强弱，故B、C正确；非金属单质越容易与H2反应，生成的简单气态氢化物越稳定，则对应元素的非金属性越强，所以可通过Cl2与Br2分别与足量的H2反应来判断氯与溴的非金属性强弱，故D正确。
14．四种短周期元素X、Y、Z和W在元素周期表中的位置关系如表所示，原子序数之和为48。下列说法不正确的是( )
X Y
Z W
A.原子半径(r)大小：r(X)＞r(Y)
B．金属性：X＞Y
C．W的非金属性比Z的强，所以W的氢化物的沸点比Z的高
D．Z的简单阴离子的失电子能力比Y的强
答案 C
解析 设X的原子序数为a，则Y、Z、W的原子序数分别为a＋1、a＋9、a＋10，即4a＋20＝48，解得a＝7，即X、Y、Z和W分别为N元素、O元素、S元素和Cl元素。A项，O原子半径小于N原子半径，正确；C项，氢化物的沸点与元素的非金属性强弱无关，错误；D项，硫离子的还原性强于氧离子，正确。
15．下表是元素周期表的一部分，根据A～I在元素周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1 A
2 D E G I
3 B C F H
(1)表中元素的化学性质最不活泼的是________，只有负化合价而无正化合价的是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。
(2)表中元素的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是________，呈两性的是________。
(3)A与D、E、F、G、H形成的最简单化合物的化学式分别为____________________，最稳定的是________。
(4)在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是______________________________。
答案 (1)Ne F F2 Na (2)NaOH Al(OH)3 (3)CH4、NH3、PH3、HF、H2S HF (4)Na
16．有A、B、C、D四种元素，其原子序数大小关系为A＞B＞C＞D。已知：将0.5 mol A元素的最高价离子还原成中性原子时，需得到6.02×1023个电子。当A的单质同盐酸充分反应放出0.02 g氢气时，用去0.4 g A单质。B元素原子的核外电子层数和A相同，并知B元素的原子半径比A大。C元素形成的氧化物既能溶于强酸，也能溶于强碱。D元素与氢元素生成的化合物的化学式为DH3，其最高价氧化物中氧元素的质量分数为74.07%。试回答：
(1)元素符号：A________，B________，C________，D________。
(2)A、B、C三种元素最高价氧化物的水化物的碱性由强到弱的顺序是_____________________
_____________________________________(用化学式表示)。
答案 (1)Ca K Al N
(2)KOH＞Ca(OH)2＞Al(OH)3